動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

【摘要】培養小學生的動態思維,不僅有利於提高他們解決問題的能力,而且還能讓他們像計算機科學家一樣思考,為小學生編程學習插上隱形的翅膀。文章闡述了小學生思維存在的問題,動態思維培養的價值和意義,以及動態思維培養的策略:化靜為動,以靜襯動,動靜結合。動態思維,簡而言之,就是一種不斷擇優的思維模式。

具體地講,它是根據不斷變化的環境、條件來改變自己的思維方向、思維程序,對事物進行調整、控制,從而達到優化的目標。動態思維的邏輯表現是辯證邏輯並以變動性、協調性為思維特色。在小學logo語言教學中,動態思維主要是對信息進行再加工,找出不同信息之間的關係,有意識地設計與改進算法,優化問題解決的方案。培養小學生的動態思維,為小學生的編程學習插上隱形的翅膀。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

一、小學生思維存在的問題

(一)思維惰性

筆者曾在班級中做過統計,約有80%的學生在學習上有惰性,淺嘗輒止,安於現狀,喜歡逃避困難。產生不良學習習慣的原因,不僅是刻苦努力不夠,而且還在於不能抓住關鍵信息,理解浮於表面,思維方向模糊。

例如,五年級“畫虛線” 一課實踐園地:畫出“品”圖形。這個圖形關鍵是提筆、落筆命令和定位問題,學生看到圖形後,立刻畫出第一個正方形,下面的兩個正方形就無從下手了,學生感到思維受阻.不了了之。然而,問題不是受阻,而是受阻後的懶惰,不想動腦筋思考,不願動手嘗試解決問題。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

(二)思維定勢

思維定勢常伴隨著思維懶惰存在,不深入分析思考就簡單憑藉經驗給出結論。學生在做練習時,喜歡用當天學習的命令或者公式,但題目稍微變換,不能套用,學生就會陷入思維定勢,束手無策,又進一步加深了思維懶惰。思維定勢和思維懶惰相互促進,學習障礙越滾越大。

例如,repeat嵌套後,我給學生一個圖形(如圖1)。按前面做題的習慣,只需把前面程序(圖2、圖3)中的相關數據改一下就可以,而此圖形的五角星是不相連的。學生一籌莫展,思維中斷。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

(三)思維直觀

學生經常呈現思維的單一性、直觀狀態,導致方法單一,不能發散性地思考問題。例如,學生在學習畫正多邊形時,就會想到用正36邊形代替圓。學習實心圓和空心圓命令時,又只想著用stampoval命令,其實學生可以聯繫舊知,用多種方法解題。

二、動態思維培養的價值和意義

動態思維能夠打破常規思維,為學生思維的深度生長提供力量,將學生的思維引向深處;能夠給學生主動思考的動力,激發學生學習的興趣;讓學生系統全面思考,由此及彼,舉一反三。

(一)動態思維為小學生思維的生長提供力量

計算機在現代生活的各個領域無孔不入。小學生如何從科技的享樂者,變成生活的創造者?例如.“初識Logo” 一課,教材上主要內容是lego程序的啟動、關閉、窗口組成及HT、ST、CS三個命令。為了激發學生學習的主動性,我重組教學內容,把第二課中的FD和RT提前教學,學生學會這兩個指令後,畫正方形就順手拈來了。正方形完成後,請學生思考長方形怎麼畫,學生很投入,紛紛舉手回答,可以看出他們都有自己的思考,實現了淺層思維向深層思維的發展,充分體驗logo語言的樂趣。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

(二)動態思維為小學生主動思考提供了動力

由於學生思維經常受阻,“大腦馬達”動力不足,導致學生產生思維懶惰。在編程活動中,教師引導學生把大問題分解成許多小問題,尋找規律,一步步制定計劃,給他們主動思考的動力。

(三)動態思維為學生的系統思維提供了想象的空間

連續性的動態思維想象幫助學生在學習過程中,把一塊一塊的知識系統化,迅速找到自己需要的信息。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

三、動態思維培養的策略

(一)化靜為動,給大腦充足供“氧”

經過知識重組,logo語言第一課學習前進 (FD)、後退(BK)、左轉 (LT)、右轉 (RT)命令,學生會的命令雖然只有四個,但是能夠畫出的“字”還不少,如工、土、王、豐、中、申、田、甲、由……“工”字出頭就是“土”字,“土”字多一橫就是“王”字。這些漢字都是很好的練習素材。學生在繪製這些漢字圖形的過程中,不僅鞏固了四個命令,而且讓靜態的文字有了生命,使其體驗思維有了一個變動的過程,在學生畫字的過程中體現動態思維。

(二)以靜襯動,共議"可持續發展”

用動態思維的眼光審視課堂,使程序達到最優化。這樣就可以提升學生的學習能力,並有利於學生的“可持續發展”。下面通過案例“三畫田字格”來說明。

開學第一課,學習FD、RT命令,繪製正方形、長方形。讓學生在初識時就能繪製簡單的圖形,充分感受logo語言的魅力。在本課的拓展部分,請學生利用FD、RT命令畫出logo中的第一個田字格。

對第一次接觸logo語言的學生來說,田字格很複雜。此時教師需要幫學生理清思路,促成田字格的編程,為了更好地培養學生的動態思維,在這一過程中,教師要注意引導。如通過設問提出問題,引發學生思考解決問題的方法。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

第二次畫田字格,在學完repeat命令後,很多學生一看到田字格.就用以前的方法畫起來。這時可設問:“你能用repeat命令畫出田字格嗎?”學生很快畫出右邊的一個小正方形。“那麼左邊的小正方形呢?”這樣步步引導,很多學生想到了把指令中的RT改為LT畫出左邊的一個小正方形。“那下面的兩個小正方形呢?”這既是對repeat的練習,又是一種提升學習。通過這樣的分析和梳理,學生很快掌握了方法,也為之後編寫程序提供了參考。如兩個相切的圓、品字等。

第三次畫田字格,是在repeat嵌套一課,問“如果運用今天所學的知識,你會怎麼來畫出田字格?”學生運用所學的知識,讓畫田字格的語句越來越簡單,也感受到了學習的樂趣。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

(三)動靜結合,破冰點,加強思維

強思維弱指令,破除不良的思維慣性。要想提高學生解決實際問題的能力,就是要教會學生如何在生活中運用動態思維,探究問題的本質,學會拆解問題和解決問題,像計算機科學家一樣思考和解決問題。Logo語言以繪製幾何圖形為主,許多複雜圖形的產生可歸結為十分簡單的logo程序,許多較難的智能問題也可以通過logo程序解答。這就需要學生在不斷變動的程序設計中,學會分析圖形,發散思維,然後選擇和設計出最優化的程序。如在教學repeat嵌套時,我先給學生一個圓(如圖4),請學生畫出來,接著提問如何畫出4個圓、10個圓(如圖5)。

最後出示圖6的動態繪製過程,輔助學生思考。面對一個新圖形,我首先引導學生有針對性地對圖形進行分析和梳理,找出圖形的規律,一個圓的指令repeat 36 [fd 10 rt360/36]學生很容易畫出。那4個圓就需要添加外部嵌套,1個圓、36個圓,經過有層次的練習後,學生自然而然地總結出次數與角度的關係。

動態思維:小學生編程學習的“隱形翅膀”

在這個過程中,可能有學生會一個圓一個圓地畫,那麼教師只需要適時引導,幫學生理清思路就可以。在學生學會了圖5的繪製方法後,可順勢出示圖6的圖形,請學生利用剛才所學的方法,分析圖形,繪製出該圖形。圖7為學生提供更大的思考空間,提升學生分析圖形的能力。令人驚喜的是,有的學生不僅掌握repeat嵌套的方法,還自己創造出瞭如圖8、圖9中的圖形。這一學習過程正體現了動態思維的變動性、發散性和創造性特徵。

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